7Эволюционный катализ

Основы эволюционного катализа. Модели элементарных каталитических систем (КС). Базисная реакция, кинетические и энергетические параметры КС. Теория самоорганизации, существования, устойчивости и саморазвития элементарных открытых КС (ЭОКС). Эволюционные законы химии. Связь эволюционного катализа с классической химией и теоретической биологией и вклад его в научную синергетику.Специфические свойства ЭОКС: неравновесность, целостность, системность и динамизм. Энергетическое сопряжение и синхронизация процессов в ЭОКС, образование электроно-транспортных цепей и цепей перераспределения связей. Нелинейность и эффекты синергизма в катализе. Использование специфических свойств ЭОКС для осуществления кинетически затрудненных и эндергонических процессов, для интенсификации и новых приемов управления процессами.Самоорганизация компонентов системы как необходимое условие осуществления каталитического акта. Саморазвитие самоорганизации ЭОКС как сущность прогрессивной химической эволюции. Механизм естественного отбора по функциональным параметрам. Типы самоорганизации микроскопических и макроскопических систем.Связь эффектов разработки катализаторов с явлением саморазвития ЭОКС. Возможности выявления индивидуальных свойств ЭОКС на основе кинетических данных. Периодические процессы в макросистемах.Поликонденсационные процессы и углеродные продукты уплотнения в органическом катализе, химии полиуглеродов и круговороте углерода в природе. Механизмы катализа с промежуточным образованием полимеркатализаторных комплексов. Нестационарные полимолекулярные процессы в разработке катализаторов, в образовании алмаза, графита, карбина и других полиуглеродов и в абиогенном синтезе углеводородов нефти и газа в открытых каталитических системах.

8 Отличие живого от неживого

Существует несколько подходов к определению живого вещества:

1. выделение основных свойств, отличающих живое от неживого - питание, дыхание, самовоспроизводство, а также различные оптические свойства живого и неживого: живое всегда оптически активно, т.е. молекулы обладают общей асимметрией и поляризуют свет, косное же вещество - минералы - имеют разные виды симметрии;

2. витализм (греч. vita - жизнь, vitalis - жизненный) - всё живое обладает душой (некоторые религии, впрочем, лишь человека наделяют душой); сущность и явления жизни объясняются наличием в организмах некоего нематериального начала - жизненной силы, души, энтелехии (греч. entelecheia) - последний термин имеется в философии Аристотеля и означает достижение цели, осуществляемое нематериальным деятельным началом, движителем материи;

3. редукционный подход - основан на клеточном строении организмов, клетка - это основа единства живых организмов.

Разумеется, этими тремя путями не исчерпываются все мнения, в качестве альтернативного подхода можно процитировать В.Солдатова (статья «Вопросы вечные (опыты православной философии)», журнал «Свет - Природа и Человек», №5, 2001г.):

«для живой материи характерно различение добра и зла, в то время как материя мёртвая в этом плане совершенно индифферентна. Конечно, на это можно возразить, что какие-либо примитивные формы вроде бактерий едва ли способны осознать различие между добром и злом... но... для тех же бактерий зло проявляет себя прежде всего как смерть, которой они активно сопротивляются. Поэтому и они вполне способны отличить добро от зла...

Добро и зло нематериальны, т.к. согласно ленинскому определению материи, не даны нам в ощущении. И различать нематериальные сущности способна лишь нематериальная субстанция. Поэтому природа жизни также нематериальна...»

Свойства живых систем

Составные части организма - клетки, ткани, органы - в сумме ещё не представляют собой организм. Лишь их соединение в порядке, исторически сложившемся в процессе эволюции, и их взаимодействие образуют целостную систему - организм, которому присущи определённые свойства:

единство химического состава - в состав живых организмов входят те же элементы, что и в объекты неживой природы, но в ином соотношении: в живых организмах 98% химического состава приходится на 4 элемента - С-углерод, O-кислород, N-азот, H-водород; живые организмы построены в основном из 4 крупных групп сложных органических молекул - нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и жиров;

обмен веществ: все живые организмы поглощают из окружающей среды необходимые для жизни вещества и выделяют продукты жизнедеятельности, при этом происходят химические превращения веществ (в отличие от неживой природы, где обмен веществами представляет собой их простой перенос с одного места на другое или изменение агрегатного состояния); обмен веществ обеспечивает гомеостаз - постоянство химического состава и строения частей организма и, соответственно, постоянство их функционирования;

самовоспроизведение* , или репродукция - образование новых структур на основе информации, заложенной в ДНК; это одно из основных свойств живого, тесно связанное с явлением наследственности;

наследственность - способность организма обеспечивать передачу своих признаков из поколения в поколение;

5. изменчивость - способность организмов приобретать новые свойства и признаки; эта способность лежит в основе естественного отбора;

рост и развитие; способность к развитию - всеобщее свойство материи, в результате развития возникает новое качественное состояние системы; развитие живых форм представлено онтогенезом - индивидуальным развитием, и филогенезом - историческим развитием видов;

раздражимость - свойство живых организмов избирательно реагировать на внешние воздействия;

дискретность (от лат. discretus = прерывистый, разделённый) - всеобщее свойство материи: атом состоит из элементарных частиц, молекулы - из атомов, простые молекулы входят в состав сложных соединений и т.д.; жизнь на Земле также проявляется в виде дискретных форм: любой вид организмов состоит из отдельных особей, тело каждой высокоорганизованной особи - из обособленных и ограниченных в пространстве, но тем не менее тесно взаимодействующих между собой частей, органы состоят из отдельных тканей и клеток и т.д.; дискретность строения организма - основа его структурной упорядоченности, она создаёт возможность постоянного самообновления организма путём замены «износившихся» элементов (ферментов, молекул, целых клеток) без прекращения выполняемой функции;

саморегуляция (авторегуляция) - способность организмов обеспечивать постоянство своего химического состава и физиологических процессов в постоянно меняющихся условиях среды;

ритмичность - периодические изменения интенсивности физиологических функций с различными периодами колебаний (напр., суточные ритмы сна и бодрствования, сезонные колебания активности и спячки у некоторых животных и др.); ритмичность обеспечивает согласование функций организма с окружающей средой;

энергозависимость - живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступает энергия и материя из окружающей среды, т.е. являются открытыми системами